2. Параметры и характеристики трансформатора в режиме холостого хода при питании со стороны обмотки вн.
Режим холостого хода соответствует работе включённого трансформатора без нагрузки. Потерями холостого хода считаются потери, возникающие в трансформаторе при холостом ходе – режиме, когда одна из обмоток питается от сети с переменным синусоидальным напряжением, равным номинальному напряжению этой обмотки, при номинальной частоте и при разомкнутых зажимах остальных обмоток.
Потери холостого хода включают в себя электрические потери в первичной обмотке, диэлектрические потери в изоляции и магнитные потери в сердечнике. Электрическими потерями в первичной обмотке и диэлектрическими потерями в изоляции пренебрегают для силовых трансформаторов из-за малости. Магнитные потери в конструктивных элементах учитываются вместе с другими добавочными потерями. Следовательно, потери холостого хода состоят в основном из магнитных потерь в сердечнике – «потерь в стали», т.е. Р0 = Рс .
Потери в стали по физической природе подразделяются на потери от гистерезиса и от вихревых токов. Они могут быть определены раздельно, однако на практике предпочитают рассчитывать общие потери в стали, используя опытные данные магнитных исследований образцов электротехнических сталей.
С достаточной точностью общие удельные потери можно найти по формуле (Вт/кг):
(6)
при этом для горячекатаной стали
,
для холоднокатаной стали
,
где p10, p15, p17 – удельные потери (Вт/кг) при индукциях В, равных 1; 1,5; 1,7 Тл и частоте f =50 Гц – из ГОСТов на электротехнические стали.
Потери (Р0, Вт) и ток холостого хода (i10, %) на основном ответвлении приводятся в стандартах или технических условиях на трансформаторы (см. также таблицу вариантов паспортных данных трансформаторов).
Фазный ток холостого хода, соответствующий номинальному напряжению первичной обмотки, А:
I10 = (i10 / 100) I1н .
Сопротивление холостого хода фазы трансформатора и его активная и реактивная составляющие, Ом:
_______ Z0 = Uн1 / I10 , R0 = Pо / 3 I102, X0 = Z02 – R02 .
Коэффициент мощности, активная и реактивная составляющие тока холостого хода:
coso = Ro/Zo; I1oa = I1o coso; I10р = I102 - I1oa2 .
3. Параметры и характеристики трансформатора в режиме короткого замыкания, приведённые к обмотке вн. Схема замещения.
Режим короткого замыкания соответствует работе включённого трансформатора при закороченной вторичной обмотке.
Напряжением короткого замыкания uк называют подведённое к трансформатору напряжение (выраженное в процентах от номинального), при котором в обмотках протекают номинальные токи при закороченной вторичной обмотке, номинальной частоте и расчётной температуре.
Напряжение короткого замыкания (uк , %) и соответствующие ему потери (Рк , Вт ) приводятся в стандартах или технических условиях на трансформаторы (см. также таблицу вариантов). Потери короткого замыкания практически равны электрическим потерям в обмотках трансформатора, включая добавочные потери в стенках бака и в крепёжных деталях от потоков рассеяния трансформатора. Они пропорциональны квадрату токов в обмотках.
Фазное значение напряжения короткого замыкания первичной обмотки при номинальном токе I1ф = I1н, В:
Uк = (uк / 100) U1н .